大型地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的測(cè)試原理和使用注意事項(xiàng)

 
一、概述

   近些年來，國內(nèi)多處變電站因雷擊形成擴(kuò)大事故，多數(shù)與地網(wǎng)接地電阻不合格有關(guān)，接地網(wǎng)起著工作接地和保護(hù)接地的作用,當(dāng)接地電阻過大則: 發(fā)生接地故障時(shí),使中性點(diǎn)電壓偏移增大,可能使健全相和中性點(diǎn)電壓過高,超過絕緣要求的水平而造成設(shè)備損壞。 在雷擊或雷電波襲擊時(shí),由于電流很大,會(huì)產(chǎn)生很高的殘壓,使附近的設(shè)備遭受到反擊的威脅,并降低接地網(wǎng)本身保護(hù)設(shè)備（架空輸電線路及變電站電氣設(shè)備）帶電導(dǎo)體的耐雷水平,達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求而損壞設(shè)備。同時(shí)接地系統(tǒng)的接地電阻是否合格直接關(guān)系到變電站運(yùn)行人員、變電檢修人員人身安全；但由于土壤對(duì)接地裝置具有腐蝕作用，隨著運(yùn)行時(shí)間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的安全運(yùn)行；因此，必須大力加強(qiáng)對(duì)地網(wǎng)接地電阻的定期監(jiān)測(cè)；運(yùn)行中變電站地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量，由于受系統(tǒng)流入地網(wǎng)電流的干擾以及試驗(yàn)引線線間的干擾，使測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)接地電阻很?。ㄒ话阍?.5Ω以下），即使細(xì)微的干擾也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響；如果對(duì)地網(wǎng)接地電阻測(cè)試不準(zhǔn)確，不僅損壞設(shè)備，而且會(huì)造成諸如地網(wǎng)誤改造等不必要的損失，結(jié)合我對(duì)接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)試方法的研究，現(xiàn)總結(jié)如下：

   二、接地電阻測(cè)試原理及方法

   測(cè)試接地裝置的接地阻抗時(shí)電流極要布置的盡量遠(yuǎn)，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應(yīng)為被試接地裝置Z大對(duì)角線長度D的4～5倍（平行布線法），在土壤電阻率均勻的地區(qū)可取2倍及以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法）。

   1、電位降法

   電位降法測(cè)試接地裝置的接地阻抗是按圖1布置測(cè)試回路，且符合測(cè)試回路的布置的要求。
G—被試接地裝置；C—電流極；P—電位極；D—被試接地裝置Z大對(duì)角線長度；dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；x—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；d—測(cè)試距離間隔；
   流過被試接地裝置G和電流極C的電流I使地面電位變化，電位極P從G的邊緣開始沿與電流回路呈30°~45°的方向向外移動(dòng)，每間隔d（50m或100m 或200m）測(cè)試一次P與G之間的電位差U，繪出U與x的變化曲線。曲線平坦處即為電位零點(diǎn)，與曲線點(diǎn)間的電位即為在試驗(yàn)電流下被試接地裝置的電位升高 U,接地裝置的接地阻抗為：
   Z=Um/I
   如果電位測(cè)試線與電流線呈角度放設(shè)確實(shí)困難，可與之同路徑放設(shè)，但要保持盡量遠(yuǎn)的距離。
如果電位將曲線的平坦點(diǎn)難以確定，則可能是受被試接地裝置或電流極C的影響，考慮延長電流回路；或者是地下情況復(fù)雜，考慮以其他方法來測(cè)試和校驗(yàn)。
   2、電流—電壓表三極法
   a）直線法
   電流線和電位線同方向（同路徑）防設(shè)稱為三極法中的直線法，示意圖2；dcG符合測(cè)試回路的布置的要求, dPG通常為（0.5~0.6） dcG.電位極P應(yīng)在被測(cè)接地裝置G與電流極C連線方向移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為dcG的5％左右，當(dāng)三次測(cè)試的結(jié)果誤差在5％以內(nèi)即可。
   大型接地裝置一般不宜采用直線法測(cè)試。如果條件所限而必須采用時(shí)，應(yīng)注意使電流線和電位線保持盡量遠(yuǎn)的距離，以減小互感耦合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。
   G—被試接地裝置；C—電流極；P—電位極；D—被試接地裝置Z大對(duì)角線長度
   dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；
   b）夾角法
   只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗的測(cè)試都采用電流——電位線夾角布置的方式。dcG符合測(cè)試回路的布置的要求,一般為4D~5D，對(duì)超大型接地裝置則盡量遠(yuǎn)；dPG的長度與dcG相近。接地阻抗可用公式

 （2）修正式中
   θ---電流線和電位線的夾角；
   Z''''--- 接地阻抗的測(cè)試值。
   如果土壤電阻率均勻，可采用 dcG和 dpG相等的等腰三角形布線，此時(shí)使θ 約為30°，dcG=dpG=2D接地修正公式2。
   3、接地電阻測(cè)試儀法。
   圖3是接地電阻測(cè)試儀測(cè)試接地網(wǎng)接地電阻的接線方法；測(cè)試原理、布線、要求與三極法類似。
   1、E極在使用三極法測(cè)量時(shí)必須與P1短接起來，但當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)接地電阻很小，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)接地電阻較小時(shí)（≤0.5Ω）,為了提高測(cè)量精度,減小儀器與地網(wǎng)測(cè)量引線電阻及接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,可將E．P短路片解開；減小接觸電阻引起的誤差，需單獨(dú)引線與地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)相連。
   注：
   1、E――接被測(cè)量地網(wǎng)；
   2、P1――接被測(cè)量地網(wǎng)；
   3、P2――接測(cè)量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）；
   4、C――接測(cè)量電流線（其長度取地網(wǎng)對(duì)角線長度的4～5倍）；
   三、測(cè)試注意事項(xiàng)及意義
   接地裝置的特性參數(shù)大都與土壤的潮濕程度密切相關(guān)，因此接地裝置的狀況評(píng)估和驗(yàn)收測(cè)試應(yīng)盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時(shí)進(jìn)行進(jìn)行，不應(yīng)在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進(jìn)行。通過實(shí)際的測(cè)量，為我們整改提供可靠的依據(jù)。對(duì)變電站接地網(wǎng)接地狀況，提出整改優(yōu)化方案，使接地網(wǎng)的接地電阻符合要求，從而有效的防止設(shè)備絕緣損壞造成的跨步電壓造成人員傷害或設(shè)備的進(jìn)一步損壞。起到保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，為變電站工作人員創(chuàng)造一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境的作用。